Teori Atom Dalton Teori Modern Struktur Atom

1 Kimia Kegiatan Belajar 1 : ATOM, ION, dan MOLEKUL A. ATOM Semua yang ada di alam baik yang hidup maupun tak hidup dibangun atas materi dan energi. Materi dapat didefinisikan sebagai sesuatu yang mempunyai massa dan menempati ruang matter anything which occupies space and has mass , Heyworth, 1990, p.2. Menurut teori atom Dalton bahwa materi yang tidak dapat dibagi menjadi menjadi zat yang lebih sederhana disebut atom dari kata atomos berarti tidak dapat dibagi. Sekitar 90 jenis atom pada saat ini telah ditemukan di alam dan 16 unsur dibuat oleh manusia, jadi jenis atom yang ditemukan diperkirakan ada 106 unsur.

1. Teori Atom Dalton

Masa modern kimia diawali sejak proposal John Dalton tentang teori atom dalam bukunya “New system of chemical philosophy” 1808. Teori atom Dalton mampu menumbuhkan ilmu kimia. Beberapa postulat teori Dalton dapat dituliskan sebagai berikut. a. Materi terdiri atas partikel terkecil yang disebut atom. Atom tidak dapat dibagi lagi dan tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. b. Atom digambarkan dengan bola pejal yang sangat kecil. Atom suatu unsur yang sama memiliki sifat yang sama dalam segala hal ukuran, bentuk, dan massa tetapi berbeda sifat-sifatnya dari atom unsur lain. c. Reaksi kimia adalah penggabungan, pemisahan, atau penyusunan kembali atom-atom. d. Atom suatu unsur dapat bergabung dengan atom unsur lain membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Gambar 1. Model atom Dalton atom seperti bola pejal

2. Teori Modern Struktur Atom

2 Ditemukan adanya elektron dan gejala radioaktif menjelang abad ke- 9, maka atom bukan lagi partikel yang tidak dapat dibagi-bagi lagi, melainkan atom itu mengandung sejumlah partikel sub-atomik. Partikel sub atomik yang dimaksud ialah elektron, proton, dan netron. Partikel lain yang terdapat di dalam atom ialah positron, neutrino dan meson.

a. Elektron

Tabung Geisler yang berisi gas dengan tekanan sangat rendah bila dilewatkan pada suatu muatan listrik, maka akan diemisikan seberkas sinar dari katoda. Sinar ini biasa disebut sinar katoda yang ditemukan oleh Plucker 1859 dan diteliti oleh Hittorf 1869 dan William Crookes 1879 – 1885. Thomson 1897 berhasil menentukan harga perbandingan em, yaitu perbandingan muatan listrik dengan massa. Stoney 1874 memberikan nama partikel tersebut sebagai elektron yang selalu dikandung oleh semua materi dengan harga em yang sama. Harga em yang terbesar dimiliki oleh atom hidrogen, yaitu harga e = 1,602 x 10 -19 C dan m = 9,11 x 10 -34 g. Gambar 2. Pembuktian sinar katoda Kode C = Katoda; A = Anoda; E = lempeng kondensor bermuatan listrik; M = magnet; F = layar berfluoresens. Berkas 1 : Hanya dengan adanya medan listrik, berkas sinar katoda dibelokkan keatas menyentuh layar pada titik 1. Berkas 2 : Hanya dengan adanya medan magnit, berkas sinar katoda dibelokkan kebawah menyentuh layar pada titik 2. Berkas 3 : Berkas sinar katoda akan lurus dan menyentuh layar dititik 3, bila medan listrik dan medan magnit sama besarnya

b. Proton

Elektron yang merupakan penyusun atom yang bermuatan negatif, bila materi harus netral, maka materi harus mengandung penyusun lain yang bermuatan positif. Pembuktian adanya partikel tersebut dilakukan oleh Goldstein 1886 dan Wien yang juga disebut 3 sinar terusan atau sinar kanal. Partikel positip ini terjadi karena tabrakan antara partikel gas dalam tabung dengan elektron berenergi besar yang bergerak dari katoda ke anoda dalam tabung gas. Gambar 3. Percobaan Goldstein membuktikan bahwa di dalam atom terdapat proton yang bermuatan positif. Berdasarkan eksperimen tersebut diperoleh dua perbedaan terpenting dari pengukuran em terhadap elektron. a. Perbandingan muatanmassa untuk ion positip berbeda, jika gas dalam tabung berbeda. Pada massa pengukuran em elektron diperoleh harga yang sama apapun jenis gas yang terdapat di dalamnya. b. Harga muatanmassa untuk ion positip jauh lebih kecil dari harga untuk elektron. Fakta ini menunjukkan bahwa ion positip terbentuk dari gas yang terdapat dalam tabung dan memiliki massa lebih besar dari massa elektron. Berdasarkan fakta tersebut dipostulatkan, bahwa H + adalah suatu partikel dasar atom yang besar muatannya sama dengan muatan elektron tetapi tandanya berlawanan. em elektron = 1,76 x 108 Coulombg em ion H + = 965201,008 Coulombg massa massa + H elektron = 008 , 1 . 10 . 76 , 1 96520 8 = 1837 1 Gambar 4. Pembuktian sinar positip

c. Netron

Rutherford 1920 meramalkan bahwa kemungkinan besar di dalam inti terdapat partikel dasar yang tidak bermuatan atau netral, maka partikel ini sukar dideteksi. James Chadwick tahun 1932 telah 4 melakukan percobaan dari reaksi inti, partikel α dengam massa 4 dapat ditangkap oleh Boron Ar = 11 menghasilkan Nitrogen Ar = 14 dan netron dengan massa 1. Reaksi inti ini ditunjukkan oleh persamaan 2 He 4 + 5 B 11 7 N 14 + n 1 Berdasarkan bercobaan tersebut dapat menemukan partikel netral yang disebut netron. Dengan demikian partikel dasar penyusun materi adalah elektron, proton dan netron. Tabel 1. Beberapa Sifat Partikel Sub-atomik Partikel Simbol Massa sma Massa gram Muatan Elektron e 11837 atom H =0.00055 9,11 x 10- 28 -4,803 x 10- 30 esu -1,9 x 10- 19 c Proton p 1,0073 1,763 x 10- 24 +4,803 x 10- 14 esu +1,6 x 10- 19 c Neutron n 1,0087 1,765 x 10- 24

d. Inti Atom

Inti atom ditemukan oleh Rutherford pada tahun 1911. Ia menemukan bahwa apabila partikel α yang bermuatan positip yang berasal dari sumber radioaktif menumbuk lembar tipis logam, partikel itu banyak yang mengalami penyimpangan deflection. Selain itu sebagian besar partikel α juga diteruskan dan sebagian lagi mengalami penolakan. Rutherford menyimpulkan, bahwa atom sebagian besar berupa ruang kosong dan di pusatnya merupakan partikel yang bermuatan positip yang selanjutnya disebut inti. Selama atom bersifat netral, berarti besarnya muatan + seimbang dengan banyaknya elektron yang bermuatan -. 5 Gambar 5. Diagram yang menunjukkan adanya penyimpangan bila partikel α menumbuk inti atom

3. Model Atom Rutherford dan Kelemahannya